3D în medicină: lumea virtuală și noile tehnologii

Până acum, am asociat realitatea virtuală cu jocurile pe calculator, o lume de vis creată pentru divertisment. S-a gândit cineva că ceva care este o sursă de plăcere ar putea deveni unul dintre instrumentele de diagnostic în medicină în viitor? Acțiunile medicilor din lumea virtuală vor face specialiști mai buni? Ar fi capabili să se angajeze în interacțiunea umană cu un pacient dacă ar învăța asta vorbind doar cu o hologramă?

Progresul are propriile sale legi - stăpânim noi domenii ale științei, creăm noi tehnologii. Se întâmplă adesea să creăm ceva care a avut inițial un scop diferit, dar să îi găsim o nouă utilizare și să extindem ideea originală în alte domenii ale științei.

Așa s-a întâmplat cu jocurile pe calculator. La începutul existenței lor, ei trebuiau să fie doar o sursă de divertisment. Mai târziu, văzând cât de ușor și-a găsit această tehnologie în rândul tinerilor, au fost create jocuri educaționale care combinau divertismentul cu învățarea pentru a o face mai interesantă. Datorită progresului, creatorii lor au încercat să facă lumile create cât mai reale posibil, realizând noi posibilități tehnologice. Rezultatul acestor activități sunt jocuri în care calitatea imaginii face imposibilă deosebirea ficțiunii de realitate, iar lumea virtuală devine atât de aproape de real încât pare să ne aducă la viață fanteziile și visele. Tocmai această tehnologie a căzut în urmă cu câțiva ani în mâinile oamenilor de știință care încercau să modernizeze procesul de formare a medicilor unei noi generații.

Antrenează-te și planifică

Peste tot în lume, școlile de medicină și universitățile se confruntă cu o barieră serioasă în predarea medicinii și științelor conexe studenților - lipsa de material biologic pentru studiu. Deși este ușor să produci celule sau țesuturi în laboratoare în scopuri de cercetare, aceasta devine din ce în ce mai mult o problemă. organismele primitoare pentru cercetare. În zilele noastre, oamenii sunt mai puțin probabil să-și salveze trupurile în scopuri de cercetare. Există multe motive culturale și religioase pentru aceasta. Deci, ce ar trebui să învețe elevii? Cifrele și prelegerile nu vor înlocui niciodată contactul direct cu expoziția. Încercând să facă față acestei probleme, a fost creată o lume virtuală care vă permite să descoperiți secretele corpului uman.

Imagine virtuală a inimii și a vaselor toracice.

marți 2014, prof. Mark Griswold de la Case Western Reserve University din SUA, a participat la studiul unui sistem de prezentare holografică care duce utilizatorul într-o lume virtuală și îi permite să interacționeze cu aceasta. Ca parte a testelor, el a putut vedea lumea hologramelor în realitatea înconjurătoare și a putea stabili contact în lumea virtuală cu o altă persoană - o proiecție pe computer a unei persoane într-o cameră separată. Ambele părți ar putea vorbi între ele în realitate virtuală fără să se vadă. Rezultatul cooperării ulterioare dintre universitate și personalul său cu oamenii de știință a fost primul prototip de aplicații pentru studiul anatomiei umane.

Crearea unei lumi virtuale vă permite să recreați orice structură a corpului uman și să o plasați într-un model digital. În viitor, va fi posibil să se creeze hărți ale întregului organism și să se exploreze corpul uman sub forma unei holograme, urmărindu-l din toate părțile, explorând secretele funcționării organelor individuale, având în fața ochilor o imagine detaliată a acestora. Elevii vor putea studia anatomia și fiziologia fără contact cu o persoană vie sau cu cadavrul acestuia. Mai mult, chiar și un profesor va putea conduce cursurile sub forma proiecției sale holografice, nefiind într-un loc dat. Restricțiile temporale și spațiale în știință și accesul la cunoaștere vor dispărea, doar accesul la tehnologie va rămâne o posibilă barieră. Modelul virtual va permite chirurgilor să învețe fără a fi nevoiți să efectueze operații pe un organism viu, iar acuratețea afișajului va crea o astfel de copie a realității, încât va fi posibilă reproducerea fidelă a realităților unei proceduri reale. inclusiv reacţiile întregului corp al pacientului. Sala de operație virtuală, pacient digital? Aceasta nu a devenit încă o realizare pedagogică!

Aceeași tehnologie va permite planificarea unor proceduri chirurgicale specifice pentru anumite persoane. Scanându-și cu atenție corpurile și creând un model holografic, medicii vor putea afla despre anatomia și boala pacientului lor fără a efectua teste invazive. Următoarele etape de tratament vor fi planificate pe modele de organe bolnave. La inceperea unei operatii adevarate vor cunoaste perfect corpul celui operat si nimic nu o va surprinde.

Antrenament pe un model virtual al corpului pacientului.

Tehnologia nu va înlocui contactul

Totuși, se pune întrebarea, poate fi totul înlocuit cu tehnologie? Nicio metodă disponibilă nu va înlocui contactul cu un pacient real și cu corpul acestuia. Este imposibil să afișați digital sensibilitatea țesuturilor, structura și consistența acestora și cu atât mai mult reacțiile umane. Este posibil să reproduci digital durerea și frica umană? În ciuda progreselor tehnologice, medicii tineri vor trebui în continuare să cunoască oameni reali.

Nu fără motiv, în urmă cu câțiva ani, s-a recomandat ca studenții la medicină din Polonia și din întreaga lume să participe sedinte cu pacienti reali și își formează relațiile cu oamenii, iar personalul academic, pe lângă dobândirea de cunoștințe, învață și empatie, compasiune și respect pentru oameni. Se întâmplă adesea ca prima întâlnire reală a studenților la medicină cu un pacient să aibă loc în timpul unui stagiu sau stagiu. Spărțiți din realitatea academică, ei sunt incapabili să vorbească cu pacienții și să facă față emoțiilor lor dificile. Este puțin probabil ca separarea în continuare a studenților de pacienți cauzată de noua tehnologie să aibă un efect pozitiv asupra tinerilor medici. Îi vom ajuta să rămână pur și simplu ființe umane creând profesioniști excelenți? Până la urmă, un medic nu este un artizan, iar soarta unui bolnav depinde în mare măsură de calitatea contactului uman, de încrederea pe care pacientul o are în medicul său.

Cu mult timp în urmă, pionierii medicinei – uneori chiar cu încălcarea eticii – au dobândit cunoștințe numai pe baza contactului cu corpul. Cunoștințele medicale actuale sunt de fapt rezultatul acestor căutări și al curiozității umane. Cu cât era mai greu să cunoști realitatea, încă neștiind nimic cu adevărat, să faci descoperiri, bazându-se doar pe propria experiență! Multe tratamente chirurgicale au fost dezvoltate prin încercare și eroare și, deși uneori acest lucru s-a încheiat tragic pentru pacient, nu a existat altă cale de ieșire.

În același timp, acest sentiment de experimentare asupra corpului și a persoanei vii a învățat într-un fel respectul față de ambele. Acest lucru m-a făcut să mă gândesc la fiecare pas planificat și să iau decizii dificile. Pot un corp virtual și un pacient virtual să învețe același lucru? Contactul cu o hologramă va învăța noile generații de medici respect și compasiune, iar vorbirea cu o proiecție virtuală va ajuta la dezvoltarea empatiei? Această problemă se confruntă cu oamenii de știință care implementează tehnologii digitale în universitățile medicale.

Fără îndoială, contribuția noilor soluții tehnice la educația medicilor nu poate fi supraestimată, dar nu totul poate fi înlocuit de un calculator. Realitatea digitală le va permite specialiștilor să primească o educație ideală și, de asemenea, le va permite să rămână medici „oameni”.

Vizualizarea tehnologiei viitorului - un model al corpului uman.

Imprimați modele și detalii

În medicina mondială, există deja multe tehnologii de imagistică care erau considerate cosmice în urmă cu câțiva ani. Ce avem la îndemână randari 3D este un alt instrument extrem de util folosit în tratarea cazurilor dificile. Deși imprimantele 3D sunt relativ noi, ele sunt folosite în medicină de câțiva ani. În Polonia, acestea sunt utilizate în principal în planificarea tratamentului, incl. Operație de inimă. Fiecare defect cardiac este o mare necunoscută, deoarece nu există două cazuri la fel și, uneori, este dificil pentru medici să prezică ce i-ar putea surprinde după deschiderea toracelui unui pacient. Tehnologiile disponibile pentru noi, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică sau tomografia computerizată, nu pot arăta cu acuratețe toate structurile. Prin urmare, este nevoie de o înțelegere mai profundă a corpului unui anumit pacient, iar medicii oferă această oportunitate cu ajutorul imaginilor XNUMXD pe ecranul computerului, traduse mai departe în modele spațiale din silicon sau plastic.

Centrele poloneze de chirurgie cardiacă folosesc de câțiva ani metoda de scanare și cartografiere a structurilor inimii în modele 3D, pe baza cărora sunt planificate operațiuni.. Se întâmplă adesea ca doar modelul spațial să dezvăluie o problemă care l-ar surprinde pe chirurg în timpul procedurii. Tehnologia disponibilă ne permite să evităm astfel de surprize. Prin urmare, acest tip de examinare câștigă din ce în ce mai mulți susținători, iar pe viitor, clinicile folosesc modele 3D în diagnostic. Specialiștii din alte domenii ale medicinei folosesc această tehnologie într-un mod similar și o dezvoltă constant.

Unele centre din Polonia și din străinătate desfășoară deja operațiuni de pionierat folosind endoproteze osoase sau vasculare imprimat cu tehnologie 3D. Centrele de ortopedie din întreaga lume sunt membre protetice care imprimă 3D, care se potrivesc în mod ideal unui anumit pacient. Și, important, sunt mult mai ieftine decât cele tradiționale. Cu ceva timp în urmă, am urmărit cu emoție un fragment dintr-un reportaj care arăta povestea unui băiat cu brațul amputat. A primit o proteză imprimată cu XNUMXD, care era o replică perfectă a brațului lui Iron Man, super-eroul preferat al micului pacient. Era mai ușor, mai ieftin și, cel mai important, perfect montat decât protezele convenționale.

Visul medicinei este de a face fiecare parte lipsă a corpului care poate fi înlocuită cu un echivalent artificial în tehnologia 3D, adaptarea modelului creat la cerințele unui anumit pacient. Astfel de „piese de schimb” personalizate imprimate la un preț accesibil ar revoluționa medicina modernă.

Cercetările în sistemul de holograme continuă în colaborare cu medici din multe specialități. Apar deja primele aplicații cu anatomie umană iar primii medici vor afla despre tehnologia holografică a viitorului. Modelele 3D au devenit parte a medicinei moderne și vă permit să dezvoltați cele mai bune tratamente în intimitatea cabinetului dumneavoastră. În viitor, tehnologiile virtuale vor rezolva multe alte probleme cu care medicina încearcă să le lupte. Va pregăti noi generații de medici și nu va exista nicio limită pentru răspândirea științei și a cunoștințelor.